In einer bahnbrechenden Leistung haben Wissenschaftler erfolgreich extreme ultraviolette (EUV) raumzeitliche optische Wirbel (STOV) erzeugt. Diese Entdeckung, die in einer aktuellen Forschungsarbeit detailliert beschrieben wird, eröffnet neue Wege in verschiedenen Bereichen, darunter Bildgebung und ultraschnelle Wissenschaft. Die Forschung wurde am Jozef Stefan Institut durchgeführt.
STOV sind einzigartige Laserstrahlen mit einem verdrehten Phasenprofil in der Raumzeit-Ebene. Dies ermöglicht es ihnen, einen orbitalen Drehimpuls (OAM) entlang der Richtung quer zur Ausbreitung zu tragen. Das Team verwendete die Erzeugung höherer Harmonischer (HHG), einen extremen nicht-perturbativen nichtlinearen Prozess, um diese komplexen Strahlen zu erzeugen.
Der Prozess beinhaltet das Fokussieren eines intensiven Infrarot-(IR-)Laserstrahls in ein Gas. Dies erzeugt einen Kamm von Harmonischen, einschließlich EUV-Licht. Die Forscher fanden heraus, dass die topologische Ladung der resultierenden EUV-Wirbel linear mit der des treibenden Laserfeldes skaliert. Dies ermöglicht eine präzise Kontrolle über die Eigenschaften der EUV-STOV.
Die Fähigkeit, EUV-STOV zu erzeugen und zu manipulieren, hat erhebliche Auswirkungen. Diese Strahlen können für die zerstörungsfreie, niedrigdosierte Bildgebung empfindlicher Strukturen verwendet werden. Dies ist ein großer Fortschritt im Vergleich zu herkömmlichen Methoden wie der Elektronenmikroskopie, die Schäden verursachen kann. Die Studie unterstreicht auch das Potenzial für Anwendungen in der Quantenoptik, der optischen Kommunikation und der Metrologie.
Die Forscher demonstrierten die Dualität in der Fokussierungsdynamik von STOV und zeigten, dass sie in raum-spektrale optische Wirbel (SSOV) und umgekehrt umgewandelt werden können. Diese Entdeckung hat das Potenzial, verschiedene wissenschaftliche und technologische Bereiche zu revolutionieren.